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Inse Insegnare gnare la biologia ai bambini: dalla scuola dell’inf dell’infanzia anzia al 1^ cic ciclo lo d’istr d’istruzione uzione Gianfranco Santovito Introduzione Perché scrivere un libro sulla didattica della biologia? È indispensabile affrontare la biologia a scuola in una chiave di lettura più moderna, fondata su metodologie didattiche attive  Didattica del fare: è indispensabile perché il mondo biologico ci circonda e anche noi ne facciamo parte Per giustificare l’assenza dell’approccio attivo  non si può “perdere tempo” (fattore che più frena gli insegnanti nel cambiare il loro modo di trattare la biologia) MA se è vero che ci vuole tempo, le potenzialità che ne derivano sono di gran lunga superiori rispetto all’approccio classico In questo libro non ci sono istruzioni da seguire, ma indicazioni utili per affrontare la biologia a scuola in maniera efficace (molto è lasciato alla discrezionalità dell’insegnante) Capitolo 1 – Insegnar Insegnare e la biologia agli alunni della scuola dell’infanzia e primaria Problema di fondo nella nostra società: MANCANZA DI CULTURA SCIENTIFICA nel “cittadino medio” ha ripercussioni sulla partecipazione responsabile alla vita della società (esempio del cavalluccio marino che è semplicemente un pesce ma l’assenza di curiosità scientifica che ce lo avrebbe fatto scoprire facilmente è una conseguenza della scarsa cultura scientifica) La cultura biologica infatt infattii non consiste nel possedere molte co conoscenze noscenze di biologia ma aver avere e curiosità verso il mon mondo do vivente e la capacità di andare a re recuperare cuperare lle e conoscenze quando sia necessario ffarlo arlo Quindi è inutile inculcare informazione senza un approccio metacognitivo che sviluppi la consapevolezza di quello che si sta facendo, del perché lo si fa, quando è opportuno farlo e in quali condizioni  capacità di essere gestori diretti dei propri pro processi cessi cognitivi e protagonisti del propri proprio o apprendimento Due motivi personali per studiare la biologia:  Chi non conosce nessun fondamento di biologia non è una persona colta  Conoscere la biologia significa avere anche educazione sanitaria e alimentare di base 1.1 I fo fondamenti ndamenti epistemologici: ciò di cui non si può ffar ar are e a meno Negli ultimi decenni abbiamo un incremento delle conoscenze e delle metodologie d’indagine straordinario associato quasi sempre ad un beneficio per la società. Ciò ha però anche conseguenze negative: la biologia sta perdendo la fisionomia di disciplina unitaria (molte specializzazioni)  anche l’insegnante fatica a vedere l’unitarietà. È importante quindi mettere a fuoco alcuni CONCET CONCETTI TI CHIA CHIAVE VE (o nuclei fondanti) ossia: “concetti fondamentali che ricorrono in vari luoghi di una disciplina o di più discipline che abbino una connotazione epistemologica omologa e/o analoga e hanno perciò valore strutturante e generativo di conoscenze anche in relazione al processo di apprendimento” = concetti capaci di creare una solida struttura di riferimento che faccia da fondamento per le conoscenze specifiche della disciplina 5 CONCET CONCETT T I CHIA CHIAVE VE su cui fondare il sapere biologico (tutti pari importanza): 1. Organizzazione gerarchica in livelli: ciascuno dei quali si integra sia con il livello precedente che con il successivo. Ci si confronta così con altre discipline come la chimica e le scienze della Terra (un esempio può essere l’ecosistema). All’interno di ciascun livello si dovrà tener conto delle interazioni/relazioni tra le diverse componenti 2. Sistema aperto: gli esseri viventi sono sistemi aperti in quanto attraversati da flussi di materia (metabolismo cellulare, processi digestivi, …), di energia (respirazione cellulare, fotosintesi, …) e di informazione (dall’esterno verso l’interno o interna all’organismo) 3. Meccanismi di regolazione/controllo: la cui complessità aumenta di pari passo con la complessità degli esseri viventi (tale regolazione si realizza a molti livelli, da quello cellulare a quello tra individui o tra popolazioni  massima complessità) Questo concetto è legato a quello di equilibrio o OMEOST OMEOSTASI ASI 4. Unità e diversità: è in relazione stretta con la capacità degli organismi di evolversi nel tempo. Infatti, l’attuale varietà di specie nella biosfera è il risultato di una serie di eventi naturali e casuali. 1

Inoltre, anche gli individui che appartengono alla stessa specie sono simili tra loro pur mantenendo l’unicità determinata dalle proprie caratteristiche genetiche 5. Rapporto tra struttur struttura a e funzione: molto correlato con il concetto di evoluzione biologica intesa come processo di differenziazione delle specie (filogenesi) ma anche in generale come cambiamento. Infatti, strutture con origini embrionali diverse possono avere caratteristiche simili dal punto di vista funzionale (es pinna di delfino e pinna di pesce) o viceversa strutture con origini embrionali diverse possono avere funzioni molto diverse (es zampa di cavallo e ala d’uccello) Tutti compaiono nella definizione di Pietro Omodeo di essere vivente: “Un ESSERE VIVENTE è un sistema cellulare aperto, auto-riproducibile, attraversato da flussi autoregolati di materia, di energia e di informazione che ne consentono la crescita, lo sviluppo e la conservazione dello stato stazionario. Per queste loro caratteristiche le popolazioni viventi sono in grado di evolversi nel tempo adeguandosi alle mutevoli condizioni ambientali” 1.2 Per erc ché è impor importante tante conoscere la storia della biologia? 1. Rende evidente la provvisorietà delle “verità scientifiche”: in biologia si parla più di teorie che di leggi perché prima o poi si operano sempre correttivi (in biologia le eccezioni non mancano mai) 2. Dimostra che esistono spesso intersezioni con altre discipline 3. La conoscenza di come venivano fatte nel passato le indagini scientifiche può consentire di replicare in laboratori anche poco forniti (come quelli scolastici) le esperienze ‘classiche’ laboratorio povero oltre che i bassi costi ha come vantaggio che può essere esteso anche ai bambini più piccoli per la semplicità degli strumenti che utilizza Itinerari didattici che seguano l’ordine temporale con cui i fatti scientifici si sono realizzati (collegamento con storia) Criticità: - scarsa preparazione degli insegnanti che quindi si sentono inadeguati - limite temporale (tanti argomenti in poche ore) Esempi di argomenti con cui si può utilizzare questo approccio ‘storico’: - Processo di ‘generazione spontanea’: arrivare a capire che la vita si genera solo dalla vita - Teoria dell’evoluzione (fa un confronto tra le teorie di Lamarck e Darwin, pag.25 da metà) Le Indicazioni nazionali per il cur curricolo ricolo della scuola dell’infanzia e del primo 1.3 cic ciclo lo d’istr d’istruzione uzione Sono importanti ma rimangono sempre delle indicazioni: rendono omogeneo il percorso scolastico in Italia ma sono migliorabili  importante che l’insegnante le conosca, segua gli obiettivi per raggiungere i traguardi MA è fondamentale l’utilizzo di modalità e approcci personalizzati  ‘INDICAZIONI’ IMPLICA UN GRADO DI DISCREZIONALITA’ PER L’INSEGNANTE ANALISI CRITICA DELLE INDICAZIONI I traguardi relativi alle discipline sono prescrittivi: le scuole sono obbligate a perseguirli (sono anche i criteri di valutazione delle competenze!), anche gli obiettivi individuano conoscenze e abilità ritenute indispensabili per il raggiungimento dei traguardi - SCUOLA DELL’INFANZIA: non vengono esplicitati traguardi per lo sviluppo delle competenze scientifiche ma tra quelli elencati se ne possono individuare alcuni di carattere biologico:  L’alunno riconosce i segnali e ritmi del proprio corpo, le differenze sessuali e di sviluppo e adotta pratiche corrette di cura di sé, di igiene e di sana alimentazione;  Riconosce il proprio corpo, le sue diverse parti e rappresenta il corpo fermo e in movimento;  Osserva con attenzione il suo corpo, gli organismi viventi e i loro ambienti, i fenomeni naturali, accorgendosi dei loro cambiamenti; Non ci sono obiettivi perché l’attività didattica avviene soprattutto attraverso il gioco, azione esplorazione e interazione sensoriale; Grande attenzione data all’osservazione  base della capacità di relazionarsi in modo scientifico al mondo (e poi applicare il metodo scientifico); Dovrebbe essere più sottolineata l’importanza di partire dalla realtà quotidiana; Molta importanza al corpo che ha potenzialità espressive molteplici e utilizzabili anche in biologia per integrare in linguaggio verbale e grafico-pittorico; Criticità: alcuni obiettivi sono al di sopra delle capacità dei bambini dai 3 ai 6 anni - SCUOLA PRIMARIA: ci sono traguardi con valenza generale

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 L’alunno sviluppa atteggiamenti di curiosità e modi di guardare il mondo che lo stimolano a cercare spiegazioni di quello che vede succedere;  Esplora i fenomeni con un approccio scientifico: con l’aiuto dell’insegnante, dei compagni, in modo autonomo, osserva e descrive lo svolgersi dei fatti, formula domande, anche sulla base di ipotesi personali, propone e realizza semplici esperimenti;  Individua nei fenomeni somiglianze e differenze, fa misurazioni, registra dati significativi, identifica relazioni spazio/temporali;  Individua aspetti quantitativi e qualitativi nei fenomeni, produce rappresentazioni grafiche e schemi di livello adeguato, elabora semplici modelli;  Ha atteggiamenti di cura verso l’ambiente scolastico che condivide con gli altri; rispetta e apprezza il valore dell’ambiente sociale e naturale;  Espone in forma chiara ciò che ha sperimentato, utilizzando un linguaggio appropriato;  Trova da varie fonti (libri, internet, discorsi degli adulti, …) informazioni e spiegazioni sui problemi che lo interessano; e altri di carattere biologico:  L’alunno riconosce le principali caratteristiche e i modi di vivere di organismi animali e vegetali;  Ha consapevolezza della struttura e dello sviluppo del proprio corpo, nei suoi diversi organi e apparati, ne riconosce e descrive il funzionamento, utilizzando modelli intuitivi e ha cura della sua salute; (elenca anche i traguardi al termine della classe III e V, pag. 29-30) Mancano completamente riferimenti agli organismi viventi che non siano animali e piante (microorganismi e funghi?): i bambini sono affascinati da ciò che c’è ma non si vede, entusiasti di utilizzare microbiologia e strumenti di ingrandimento come il microscopio ottico  questa mancanza può derivare dal fatto che molti lab a scuola non hanno questi strumenti (e non sempre solo per mancanza di soldi!) o dal fatto che i funghi sono considerati pericolosi per i bambini; Il percorso è comunque equilibr equilibrato ato ed è possibile affrontarlo considerando i 5 fondamenti (vedi su); Il prof avrebbe dato più peso all’educazione ambientale perché a quest’età si deve acquisire il ‘pensiero ecologista’ = rispetto per la natura come logica condizione per vivere meglio con noi stessi; Molto peso dato all’osservazione osservazione consapevole e collegata al metodo scientifico; Non ben esplicitata la necessità di affrontare le tematiche con didattica laboratoriale; Un obiettivo importante che manca è l’interdisciplinarità (integrazione tra le discipline scientifiche): i docenti sono invitati a individuare percorsi educativi “con attenzione all’integrazione tra le discipline” MA non c’è nessuna indicazione su come ffare are are; Non si parla mai di linguaggio scientifico (solo di linguaggio appropriato)  è una vera micro-lingua in cui sono redatti i testi scientifici, va imparata per leggerli e comprenderli (non basta l’italiano!) Indicazioni metodologic metodologiche he 1.4 Il 70% degli studenti considera lo studio delle discipline scientifiche “noioso e difficile” il che ci pone interrogativi riguardo le modalità di insegnamento  soluzione: elaborare nuovi approcci didattici Punto essenziale: GENERARE INTERESSE  negli alunni perché la materia non è banale, piena di concetti difficili e negli insegnanti perché devono essere motivati ad offrire una didattica efficace Per fare ciò è necessario il COINVOLGIMENTO ATTIVO degli studenti Le moderne teorie prendono come base le teorie socio-costruttiviste di Bruner e socioculturali di Vygotskij (solo teoria…) MA nella pratica  attualmente l’insegnamento si fonda ancora sulle teorie comportamentiste di Skinner che concepiscono il processo istruttivo degli alunni come un addestramento fondato su metodi trasmissivi. Con questo non si vuol dire che la lezione frontale sia da abolire ma deve essere inter interattiv attiv attiva a: aiutare l’alunno a riflettere sui temi complessi facendo perno non solo sull’azione intelligente (Piaget) ma anche sull’interazione tra comunicazione e linguaggio per l’apprendimento collaborativo  co confronto nfronto e condivisione delle cognizioni degli alunni riconoscendo le differenze tra concezioni naif (misconcezioni) e quelle della scienza accreditata. Le concezioni naif sono particolarmente resistenti perché trovano conferma nella quotidianità e quindi difficilmente modificabili con il solo insegnamento trasmissivo. È particolarmente importante fare domande agli studenti per mantenere alta l’attenzione e per verificare la chiarezza dell’esposizione e stimolare a loro volta gli studenti a porre domande (gli insegnanti non

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devono essere spaventati da ciò ma è un grosso stimolo all’acquisizione di nuovi saperi attraverso azioni di ricerca condivisa con gli allievi, senza esagerare ovviamente per non perdere credibilità!) L’insegnamento basato sulla trasmissione sembra efficace a breve termine ma non lo è per il lifelong learning  non si può prescindere da metodologie attive e quindi dalla didattica laboratoriale In qualsiasi attività laboratoriale va applicato il metodo scientifico: 1) Domande stimolo per far emergere le conoscenze pregresserisposte=ipotesi da cui partire Vanno scremate le risposte non appropriate tramite discussione fino alla formulazione di vere e proprie ipotesi  come posso verificarle? Gli alunni cercano una risposta e il compito dell’insegnante è quello di guidarli verso l’approccio sperimentale che ai bambini sembrerà nato dalle proprie idee ma in realtà è programmato in anticipo dall’insegnante 2) Attività in laboratorio: gli alunni non devono essere spettatori o esecutori ‘inconsapevoli’, ma l’attività laboratoriale dovrebbe essere ipotizzata e progettata insieme agli alunni. Nei primi anni non lo fanno in autonomia ma guidati dall’insegnante  competenza che va coltivata negli anni, non in pochi interventi 3) I risultati dell’esperimento vanno ricollegati alle ipotesi tramite un’adeguata conclusione Indicazioni generali: - Adottare un’ottica di problem solving per sviluppare un atteggiamento aperto poiché i risultati raggiunti dalla scienza sono provvisori  necessità di atteggiamento critico e rigoroso fatto di curiosità, di dubbio e di ricerca - Il laboratorio è utile ad affinare capacità manuali e operative, per la comprensione e concettualizzazione dei fenomeni, lo sviluppo del pensiero ipotetico-deduttivo, il potenziamento del linguaggio scientifico Insegnare gli studenti il metodo scientifico dovrebbe essere l’obiettivo di fondo che gli insegnanti dovrebbero porsi È riduttivo però parlare del metodo sper sperimentale imentale (di Galileo, l’ipotetico deduttivo che dall’osservazione della realtà formula ipotesi, progettazione e conduzione di esperimenti, raccolta dei risultati e valutazione critica) come sinonimo del metodo scientifico (molto più ampio) poiché esso comprende, per esempio, anche l’approccio osservativo-comparativo, tra le metodologie più usate a scuola perché non necessita di grandi attrezzature (elogio al microscopio ottico o stereomicroscopio, utilissimo, bellissimo e poco costoso) Una delle cose più difficili per i bambini è osservar osservare e: è una capacità che va acquisita nel tempo Oltre alla vista vanno allenati anche gli altri sensi  utile la documentazione grafica delle proprie osservazioni per focalizzarsi sui particolari È fondamentale per una visione completa della biologia affrontare principali tematiche sia della biologia funzionale funzionale, che si dedica allo studio della fisiologia degli organismi e delle interazioni funzionali tra organismo e ambiente – paradigma: biologia molecolare - (quindi tipo biologia cellulare, biochimica, genetica, fisiologia), sia della biologia evolutiv evolutiva a, che studia le modalità con cui le caratteristiche fisiologiche sono emerse - paradigma: teoria dell’evoluzione - (quindi tipo zoologia, botanica, ecologia)  per fare ciò il prof propone una didattica annuale di tipo modulare, in ogni modulo viene realizzato un percorso su una tematica della biologia. Ogni modulo comprende al suo interno unità didattiche concepite come percorsi formativi personalizzati Tutto ciò non significa ‘dare un’infarinatura’ di biologia ma aprire delle porte per approfondimenti che si faranno negli anni successivi  per insegnare biologia è quindi indispensabile una cultura biologica av avanzata anzata che permetta agli insegnanti di utilizzare capacità formali (ragionare, osservare, schematizzare, …) e strategie didattiche proprie della materia

Capitolo 2 – La varietà dei viv viventi enti Sotto questo termine consideriamo 4 aspetti fondamentali della biologia: 1) L’organizzazione dei viventi: intendiamo innanzitutto ciò che caratterizza un essere vivente e lo distingue da ciò che non è. In molti libri troviamo la definizione “è essere vivente se ha caratteristiche determinate: nasce e cresce, si nutre e respira, si muove e risponde agli stimoli, si riproduce, muore”(in alcuni casi aggiungono “è costituito da una o più cellule”, che dovrebbe essere al primo posto); se la analizziamo criticamente, possiamo riflettere sul fatto che:  “si nutre e respira” è un’espressione riduttiva: non è assolutamente tutto ciò che fanno gli esseri viventi nella loro vita (direi che fanno molto di più!) e nemmeno comprende tutte le forme di acquisizione di 4

materiali ed energia. Sarebbe meglio dire “mantenersi in vita”  generico ma comprende tutto (anche omeostasi!);  “si muove” in che senso? Quale: volontario o involontario, nello spazio o interno, macro o microscopico? Per il bambino può essere difficile da vedere, come lo sono anche le risposte agli stimoli. Potremmo riassumere “interagisce con l’ambiente” ma siccome tutte le interazioni hanno uno scopo (vita), torniamo a “si mantiene in vita”;  “muore” va unito ai termini “nasce” e “cresce” in modo da comprendere l’intera storia personale dell’organismo (per alcuni sarebbe difficile comprendere che muoiono perché in condizioni favorevoli vivono illimitatamente, es. lieviti o batteri);  “è simile agli individui della sua specie” andrebbe aggiunto, è importante capire che ogni essere vivente rappresenta un particolare momento nella storia evolutiva della specie a cui appartiene; 2) La classificazione biologica: si tratta di “mettere in ordine” secondo delle regole prestabilite tutti gli organismi viventi, raggruppandoli in categorie omogenee (specie) che devono essere posizionate all’interno di raggruppamenti via via più eterogenei (generi, famiglie, ordini, classi, phyla, regni, domini). Questa classificazione avveniva un tempo in base a caratteri morfologici (paragonando strutture anatomiche), oggi si aggiunge anche la biologia molecolare. La storia della classificazione passa da Aristotele (classifica animali al sangue) e Teofrasto (classifica piante), da Linneo (due grandi categorie, Animalia e Vegetalia + Lapideum, i minerali; ha inoltre introdotto la nomenclatura binomiale). Oggi la classificazione è fondata sull’evoluzione biologica secondo il principio darwiniano di discendenza comune: a scuola si insegna la classificazione di Whittaker (’69) che riconosce 5 regni (Monera, Protista, Fungi, Plantae, Animalia). Ci sono classificazioni più recenti ovviamente e la ricerca è sempre in divenire, Santovito consiglia di adottare almeno quella di Cavalier-Smith (2010) a due domini (Bacteria ed Eukarya) e sei regni (Bacteria, Protozoa, Chromista, Fungi, Plantae, Animalia), sottolineando che la classificazione viene continuamente modificata (cambiano i dati, cambiano i criteri). Classificare è un’attività tipica che si propone ai bambini di qualsiasi età, da quella spontanea dei più piccoli, a quell...